第八章半导体存储器 主要内容 ★了解半导体存储器的结构、特点和功能 ★RAM、ROM的应用
第八章 半导体存储器 主要内容 ★ 了解半导体存储器的结构、特点和功能 ★ RAM、ROM的应用
存储器概述 存储器是数字系统和电子计算机的重要组成部分; 功能:存放数据、指令等信息。 按材料分类 1)磁介质类软磁盘、硬盘、磁带 2)光介质类CD、DVD 本课主要讲述半 3)半导体介质类ROM、RAM等导体介质类器件 按功能分类 主要分RAM和ROM两类,不过界线逐渐模糊。 RAM: SRAM DRAM RoM:掩模 ROMPROM, EPROM EEPROMFLASH ROM 标 1)存储容量—一般用字位数表示即字数x位数; 如:256×8bit=2048位。 2)存取时间—存储器操作的速度
存储器概述 存储器是数字系统和电子计算机的重要组成部分； 功能：存放数据、指令等信息。 按材料分类 1) 磁介质类——软磁盘、硬盘、磁带 2) 光介质类——CD、DVD 3) 半导体介质类——ROM、RAM等 按功能分类 主要分RAM和ROM两类，不过界线逐渐模糊。 RAM: SRAM, DRAM, ROM: 掩模ROM,PROM,EPROM,EEPROM,FLASH ROM 性能指标 1)存储容量——一般用字位数表示,即字数×位数； 如：256×8bit=2048位。 2)存取时间——存储器操作的速度。 本课主要讲述半 导体介质类器件
半导体存储器 存放大量二进制信息的半导体器件。分为:ROM、RAM。 只读存储器ROM( read only memory) RoM~是存储固定信息的存储器件,即先把信息或数据 写入存储中,在正常工作时,它存储的数据是 固定不变的,只能读出,不能写入 (ROM是存储器结构最简单的一种 特点:@只能读出,不能写入; ②属于组合电路,电路简单,集成度高 自具有信息的不易失性 ④存取时间在20ns~50ns。 缺点:只适应存储固定数据的场合
半导体存储器 ——存放大量二进制信息的半导体器件。分为：ROM、RAM。 一、只读存储器ROM （read only memory） ROM ～ 是存储固定信息的存储器件，即先把信息或数据 写入存储器中，在正常工作时，它存储的数据是 固定不变的，只能读出，不能写入。 （ROM是存储器结构最简单的一种。） 特点：①只能读出，不能写入； ②属于组合电路，电路简单，集成度高； ③具有信息的不易失性； ④存取时间在20ns～50ns。 缺点：只适应存储固定数据的场合
ROM的分类 二极管ROM (1)按制造工艺分{双极型ROM(三极管) 单极型(MoS) (2)按存储内容写入方式分 掩膜RoM固定RoM)厂家固化内 套编程RoM(PRoM)—用户首次写入时决定内容。 (一次写入式) 可编程、光可擦除ROM〔 EPROM)—可根据需要改写数据 可编程、电可擦除ROM( EEPROM即E2PRoM) 快闪存储器 FLASH RON
ROM的分类 (1)按制造工艺分 二极管ROM 双极型ROM(三极管) 单极型(MOS) (2)按存储内容写入方式分 掩膜ROM(固定ROM)——厂家固化内 容；可编程ROM（PROM）——用户首次写入时决定内容。 （一次写入式） 可编程、光可擦除ROM（EPROM）—可根据需要改写数据； 可编程、电可擦除ROM（EEPROM 即E 2PROM） 快闪存储器FLASH ROM
1、腌膜ROM(固化ROM) 采用腌膜工艺制作RoM时,其存储的数据是由制作过程中的 腌膜板决定的。这种腌膜板是按照用户的要求而专门设计的。因 此,腌膜RoM在出厂时內部存储的数据就“固化″在里面了,使 时无法再更改。 (1)基本构成 地址输入 地址译码器 存储矩阵 输出缓冲器 数据 输出 三态控制输入
1、腌膜ROM(固化ROM) 采用腌膜工艺制作ROM时，其存储的数据是由制作过程中的 腌膜板决定的。这种腌膜板是按照用户的要求而专门设计的。因 此，腌膜ROM在出厂时内部存储的数据就“固化”在里面了，使用 时无法再更改。 A0 Ai 地 址 译 码 器 ….. 存储矩阵 输 出 缓 冲 器 地 址 输 入 三态控制输入 数据 输出 （1）基本构成
地址输入 地址译码器 存储矩阵 输出缓冲器 数据输出 三态控制输入 ①地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号 利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出,并把 其中的数据送到输出缓冲器。 ②存储矩阵是由存储单元排列而成,可以由二极管、三极管或 Mos管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组 存储单元对应一个地址代码。 ③输出缓冲器的作用:工、提高存储器的带负载能力,将高、 低电平转换标准的逻辑电平; 工、实现对输岀的三态控制,以便与 系统总线连接
①地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号， 利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把 其中的数据送到输出缓冲器。 A0 Ai 地 址 译 码 器 ….. 存储矩阵 输 出 缓 冲 器 地 址 输 入 三态控制输入 数 据 输 出 ②存储矩阵是由存储单元排列而成，可以由二极管、三极管或 MOS管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组 存储单元对应一个地址代码。 ③输出缓冲器的作用：Ⅰ、提高存储器的带负载能力，将高、 低电平转换标准的逻辑电平； Ⅱ、实现对输出的三态控制，以便与 系统总线连接
(2)举例4×4存储器 2位地址代码A1、A0给出4个 不同地址,4个地址代码分别 译出W0~W3上的高电平信号。 AA 地址译码器 Vcc D Al ⊙D3 位 3 存储矩阵 输 DI 出 Ao woww2V3y-oDoA 二极管与门作译码 A1A0=00W0=1; A1A0=01W1=1 A1A0=10W2=1; A1A0=11W3=1
（2）举例4×4存储器 2位地址代码A1、A0给出4个 不同地址，4个地址代码分别 译出W0～W3上的高电平信号。 位 输 出 线 1 1 1 1 1 1 Vcc A1 A0 D3 D2 D1 D0 W0W1W2W3 地 址 译 码 器 存 储 矩 阵 EN D3’ Vcc A1 A0 W 3 二极管与门作译码 A1A0＝00 W0＝1； A1A0＝01 W1＝1； A1A0＝10 W2＝1； A1A0＝11 W3＝1；
(2)举例4x4存储器(续) 存储矩阵由4个二极管或门组成, 当Wo~W3线上给出高电平信号时 会在D0~D3输出一个二值代码 A 地址译码器 D3 D D3 位 存储矩阵 D输 担D二极管或作编码器 WOWW23 。Do D3=W1+W3 D2=W0+W2+W3 W0~W3:字线 DI=W1+W3 D0~D3:位线(数据线) D0=w0+W1 A0、A1:地址线
（2）举例4×4存储器（续） 存储矩阵由4个二极管或门组成， 当W0～W3线上给出高电平信号时， 会在D0～D3输出一个二值代码 位 输 出 线 1 1 1 1 1 1 Vcc A1 A0 D3 D2 D1 D0 W0W1W2W3 地 址 译 码 器 存 储 矩 阵 EN D3’ D3 ’ W3 W1 二极管或门作编码器 D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1 W0～W3：字线 D0～D3：位线（数据线） A0、A1：地址线
(2)举例4x4存储器(续) D3=W1+W3 D2=W0+W2+W3 D1=W1+W3 D0=w0+W1 Al 存储内容真值表 L AOo 地址译码器 地址 数据 A1 AO D3 D2 D1 DO D D3 0 0 01 存储矩阵 °D2 位输 D 00 线 0101 DO 1110 1 dEN 字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元,在交叉点上接 二极管相当于存1,没接二极管相当于存0,交叉点的数目就是 存储容量,写成“字数x位数”的形式
（2）举例4×4存储器（续） 位 输 出 线 1 1 1 1 1 1 Vcc A1 A0 D3 D2 D1 D0 W2W3 W 1 W0 地 址 译 码 器 存 储 矩 阵 EN D3’ 字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元，在交叉点上接 二极管相当于存1，没接二极管相当于存0，交叉点的数目就是 存储容量，写成“字数×位数”的形式 D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1 存储内容真值表 地 址 数 据 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0
简化ROM点阵圈 地址 数据 Al AO D3 D2 D1 DO 与阵列 010 0 D3 0011 0101 或阵列 D2 1110 DI DO D3=W1+W3=m1+m3 WWWW D2=W0+W2+W3=m0+m2+m 0123 DI=w1+w3=m1+ D0=w0+W111p0+ml 输出方式 宇输出:D3D2D1D0随着地址的不同有不同的数据。 位输出:D3、D2、D1、D0每根位线,由不同的最小项组成, 可实现组合逻辑函数
＝m1＋m3 ＝m0＋m2＋m3 ＝m1＋ ＝m3m0＋m1 地 址 数 据 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 A1 A1 A0 A0 D3 D2 D1 D0 与阵列 或 阵 列 W 1 W 0 W 2 W 3 简化ROM点阵图 字输出：D3D2D1D0随着地址的不同有不同的数据。 位输出：D3、D2、D1、D0每根位线，由不同的最小项组成， 可实现组合逻辑函数。 D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1 输出方式